物流无人化关键技术
发布时间:2020年02月27日 来源:物流技术与应用      作者:江宏

实现物流无人化需要采用多种硬件、软件以及算法,下面主要围绕无人仓、无人车、无人机三大技术领域进行介绍。

1.无人仓

无人仓是物流无人化发展的一个重点领域,也是目前最受各方关注的技术。所谓无人仓,即以自动化物流设备替代人工完成仓库内所有作业。但现阶段真正意义上的无人仓凤毛麟角。无人仓从字面理解是无人作业的仓库,其本质是先进技术设备与智慧软件系统的结合体。无人仓并不是追求所有仓库内作业都由设备来完成,其核心在于提高整个物流系统以及作业人员的效率,同时减少人力,降低成本

2018年5月24日,京东物流首次公布了无人仓的世界级标准,并对无人仓相关技术进行了全面阐述。京东认为:无人仓指的是货物从入库、上架、拣选、补货,到包装、检验、出库等物流作业流程全部实现无人化操作,是高度自动化、智能化的仓库。京东提出的无人仓建设标准包括“三极”、“五自”和“一优”原则。三个“极”是极高技术水平、极致产品能力、极强协作能力;五个“自”是自感知、自适应、自决策、自诊断、自修复;一个“优”是成本、效率、体验的最优。从传统仓库到无人仓的终极形态,要经历5个层次的演变。

京东物流首席规划师、无人仓项目负责人章根云认为,无人仓的标准须从“作业无人化”、“运营数字化”和“决策智能化”三个层面去理解。在作业无人化方面,无人仓使用了自动立体储、3D视觉识别、自动包装、人工智能、物联网等各种前沿技术,实现了设备、系统之间的高效协同,要具备三“极”能力,即单项核心指标、设备的稳定性、各种设备的分工协作都需要达到“极致化”的水平。

在运营数字化方面,无人仓需要具备自感知等能力,运营过程中,与面单、包装物、条码有关的数据信息要靠系统采集和感知,出现异常要自己能够判断。基于数据的人工智能算法需要在货物的入库、上架、拣选、补货、出库等各个环节发挥作用,同时还要随着业务量及业务模式的变化不断调整优化作业。因此可以说算法是无人仓技术的灵魂。

在决策智能化方面,无人仓能够实现成本、效率、体验的最优,可以大幅减轻工人的劳动强度,且效率是传统仓库的10倍。无人仓的智慧化在于能够驱动上下游协同决策,并快速地调整决策,进而形成整个社会的、全供应链的共同协同、共同智慧化。

其实,无人仓中不同功能的各类物流设备,绝大多数都存在并使用了很多年,如AS/RS系统、Miniload系统、输送机、AGV、分拣系统、拆码垛机器人等。此外,也有如类KIVA货到人系统、机器人分拣系统等创新产品发挥着重要作用,得到越来越广泛的应用。与传统仓库不同的是,无人仓的设备之间、设备与工人之间需要依靠功能强大的软件——无人仓智能控制系统去调度与指挥,以实现紧密配合、高效协同作业。因此,数据感知技术(如同为机器设备安装了“眼睛”)和人工智能算法可谓无人仓的重中之重。

2.无人车

无人车是汽车行业以及互联网巨头都看好的方向。中通报告指出,无人驾驶干线货运场景道路环境较简单,不可控因素较少出现;“最后一公里”配送的现实刚需程度高,而且可预期安全风险较低。因此,无人驾驶在物流运输领域会更快落地,时机也更成熟。物流无人车受到汽车企业以及电商、快递、外卖巨头等企业的关注。

无人车的主要技术包括感知系统、决策系统、控制系统和通信系统。物流无人车主要有无人重卡、无人配送车两种类型。其中,无人配送车不仅适合开放密集的楼宇、城市CBD,也可以在居民社区、校园、工业园区等封闭或半封闭的环境内运行,以此减少配送员的工作量。对于无人重卡而言,干线和港口是两个比较理想的落地场景,目前国内已有无人重卡落地干线、港口场景的实例。

3.无人机

根据中通报告,物流无人机拥有复杂的零部件和系统模块,核心技术包括飞控系统、导航系统、动力系统、通信链路系统。无人机的技术难点在于:自主规划路线和自动避障,同时又不偏离航线;电池的续航能力,保证无人机能够完成长时间、远距离的飞行作业;安全飞行,能够保证无人机在降雨等恶劣天气下不受影响。此外,现阶段采用无人机配送成本较高,制约了大范围应用;监管政策还不健全,使无人机送货尚处于测试阶段。

2018年8月28日,京东发布《世界物流无人机产业发展年度报告(2017-2018)》,全面分析了2017~2018年全球物流无人机发展状况。该报告指出,世界物流无人机产业呈现出美国全面领先、欧洲积极跟随、中国几近同步并逐步领跑、其他国家开始布局的格局。在中国,目前物流无人机应用还处于探索阶段,难以在短期内产生巨大的经济价值,但是未来前景广阔。因此,电商、物流快递行业领先企业与专业无人机企业纷纷涉足该产业,抢占巨大的市场空间。由干线级、支线级、末端级组成的三级智能物流体系成为物流无人机产业发展方向,其中,末端级物流无人机配送产业化进程加快,支线级物流无人机将成全球竞争焦点。

在末端配送领域还有一种无人化方式也值得一提,即应用智能自提柜替代快递员送货上门。智能自提柜集成了物联网、智能识别、动态密码、无线通讯等技术,能够实现快递包裹的24小时自助存取、远程监控和信息发布等功能,既在一定程度上缓解了配送用工荒、用工贵等难题,又能根据客户的不同需求(保护隐私需求、灵活时间取件需求等)提供服务,因此在末端物流配送环节得到广泛使用。